柔性顯示技術論文

　　柔性制造技術是當前制造領域的主流技術，下面是學習啦小編為大家整理的柔性制造技術論文，希望你們喜歡。

　　柔性制造技術論文篇一

　　基于柔性制造技術的產(chǎn)品設計研究

　　摘要：柔性制造技術是當前制造領域的主流技術，以其為基礎上產(chǎn)生的適合多品種、中小批量生產(chǎn)的新型生產(chǎn)模式能夠幫助企業(yè)及時調整生產(chǎn)、快速應對市場變化，同時柔性制造技術也為產(chǎn)品設計發(fā)展創(chuàng)造了良好條件并提出了新的要求。產(chǎn)品設計必須針對柔性制造技術的機理特性和發(fā)展趨勢等因素，通過不斷改進和創(chuàng)新，形成與之相適應的設計理論、模式和手段等，從而更好地為社會、企業(yè)以及消費大眾服務。

　　關鍵詞：柔性制造技術 產(chǎn)品設計 創(chuàng)新 模式 流程

　　工業(yè)革命后形成的標準化、大批量生產(chǎn)方式在短期內(nèi)創(chuàng)造了巨大的社會財富，滿足了物質相對匱乏時期社會大眾的基本生活需求。但這種大一統(tǒng)的生產(chǎn)方式在一定程度上限制了產(chǎn)品的多樣性，導致了消費需求多元化與產(chǎn)品品種相對單一之間的矛盾。尤其進入豐裕社會后這一矛盾日漸突出，20世紀60年代出現(xiàn)的波普風格、后現(xiàn)代主義等設計風格就是大眾對單調、乏味的標準化設計形式的直接對抗。與此同時，在制造領域中適應多品種、中小批量生產(chǎn)的柔性制造技術逐漸成型，并在計算機信息技術的支持下將工程設計、生產(chǎn)制造和經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)整合為一個有機系統(tǒng)，實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)化和總體的高效益、高柔性[1]。

　　1 柔性制造技術綜述

　　柔性制造技術集現(xiàn)代信息技術、自動化技術以及機械裝備加工等高精技術于一體，是指導現(xiàn)代制造業(yè)快速應對市場變化，實現(xiàn)訂單式生產(chǎn)的實用性先進制造技術[2]。柔性制造技術與傳統(tǒng)制造技術有較大區(qū)別：運用傳統(tǒng)制造技術的生產(chǎn)線比較適合單一品種產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，所以傳統(tǒng)制造技術也被稱為剛性制造技術;而運用柔性制造技術的生產(chǎn)線則具有較高的可塑性，可以通過調整設備、工藝、流程等要素適應不同產(chǎn)品的制造要求，能夠在滿足社會大眾的多元需求的同時較好地控制成本，提高產(chǎn)品性價比，增強市場競爭力。

　　1.1 柔性制造技術發(fā)展概述 柔性制造技術產(chǎn)生于上世紀60年代，英國莫林斯公司研制的“Molins system-24”被認為是最早運用了這一技術及理念的柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，簡稱FMS)。隨后柔性制造技術在歐美、日本以及蘇聯(lián)等國家和地區(qū)倍受重視，形成了不同的技術特點和豐富的理論內(nèi)涵：1988年美國通用公司和里海大學共同提出敏捷制造戰(zhàn)略;1990年開始，美國、日本、加拿大等國聯(lián)合進行為期十年的智能制造系統(tǒng)(IMS)的研究與開發(fā);1992年德國和美國提出精益生產(chǎn)理念(Lean Production) [3]等等。目前，柔性制造技術已成為制造領域的核心技術，廣泛應用于現(xiàn)代制造系統(tǒng)中。

　　1.2 我國的柔性制造技術研究現(xiàn)狀 我國對柔性制造技術的研究和應用起步較晚，第一套柔性制造系統(tǒng)誕生于1985年;1985年之后我國對柔性制造技術的重視程度不斷提高，在國家機電部“七五”重點科技攻關項目等工程項目的帶動下，柔性制造技術進入自行開發(fā)和部分進口相結合的發(fā)展階段。總體而言，我國比較注重對柔性制造技術本身的應用，對產(chǎn)品設計、生產(chǎn)組織、資源配置以及經(jīng)營銷售等相關環(huán)節(jié)及配套理論的關注度較低。但事實上柔性制造技術對這些環(huán)節(jié)的要求與傳統(tǒng)制造方式有較大區(qū)別，因此在應用柔性制造技術的同時還必須對相關環(huán)節(jié)及理論進行研究和改進，才能充分發(fā)揮柔性制造技術的效能，而產(chǎn)品設計作為產(chǎn)品生產(chǎn)的初始環(huán)節(jié)更是首當其沖地需要加以改進。

　　2 柔性制造技術對產(chǎn)品設計發(fā)展的意義

　　當前，柔性制造技術作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學“哲理”和工廠自動化的先進模式而被國際上所公認，成為現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展的主流方向[4]。柔性制造技術的進步不僅推動了制造工藝技術群的快速發(fā)展，同時也對產(chǎn)品設計的發(fā)展產(chǎn)生了積極促進作用。

　　2.1 推動產(chǎn)品更新?lián)Q代，構建了有利于產(chǎn)品設計發(fā)展的外部環(huán)境 就產(chǎn)品設計的角度而言，產(chǎn)品品種越豐富、更新速度越快對產(chǎn)品設計理論、方法以及技術等發(fā)展的促進作用就越大。由傳統(tǒng)剛性制造技術形成的自動化生產(chǎn)線由于資金投入大、建設周期長，改造成本極高，所以往往在較長時期內(nèi)持續(xù)生產(chǎn)同一產(chǎn)品。比如福特的T型車從投產(chǎn)到停產(chǎn)延續(xù)將近20年，總產(chǎn)量超過1500萬臺，成為汽車發(fā)展史當中的傳奇。但在這近20年的生產(chǎn)過程中T型車只做了少量的局部設計改進，其功能、造型基本保持不變，原因之一就是生產(chǎn)線的改造成本過高?？梢妭鹘y(tǒng)剛性制造技術成為了產(chǎn)品更新?lián)Q代的障礙，不利于產(chǎn)品設計的發(fā)展。而柔性制造技術的特征之一就是產(chǎn)品的“柔性”，能夠根據(jù)市場變化快速適應新產(chǎn)品的生產(chǎn)，促進產(chǎn)品更替。同時，柔性制造系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代社會的基礎性生產(chǎn)方式：到上世紀末，在歐、美、日等制造業(yè)發(fā)達國家中以中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品在數(shù)量上約占85%，在產(chǎn)值上約占60%-70%[5]。柔性制造技術的廣泛應用為產(chǎn)品的快速更替提供了技術保障，也為產(chǎn)品設計的發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。

　　2.2 促進學科交叉滲透，增強了推動產(chǎn)品設計發(fā)展的內(nèi)在動力 柔性制造技術充分應用現(xiàn)代信息技術、傳感技術、自動化技術以及管理技術等最新成果，這些成果提高了生產(chǎn)制造的難度、精度和速度，同時也成為產(chǎn)品設計發(fā)展的驅動力。如隨著計算機輔助設計技術(CAD)的出現(xiàn)和成熟，使產(chǎn)品設計的平面、三維虛擬表現(xiàn)變的更加快捷，有效地縮短了設計周期、提高設計效率;而計算機輔助制造技術(CAM)的發(fā)展則使得不規(guī)則曲面等原來難以批量生產(chǎn)的形態(tài)變得易如反掌，大幅提升了產(chǎn)品設計的創(chuàng)新空間;此外，柔性制造技術涉及領域的相關理論也為產(chǎn)品設計的理論發(fā)展提供了豐富的養(yǎng)分，如模塊化、并行工程以及產(chǎn)品族等理論的應用就極大地豐富了產(chǎn)品設計的理論內(nèi)涵。柔性制造技術在技術和理論兩個層面都為產(chǎn)品設計的發(fā)展提供了充足的“燃料”，只要加以合理利用就能轉化為強大的動力。

　　3 柔性制造技術條件下產(chǎn)品設計的發(fā)展要點

　　現(xiàn)代產(chǎn)品設計理論產(chǎn)生于工業(yè)革命之后，主要建立在傳統(tǒng)剛性制造技術基礎之上。由于柔性制造技術與剛性制造技術各方面差異較大，原有的產(chǎn)品設計理論、模式等已不能很好地適應制造業(yè)發(fā)展的要求，必須深入研究柔性制造技術的機理特性、發(fā)展趨勢等，在此基礎上不斷改進、創(chuàng)新產(chǎn)品設計的理論、流程、模式以及手段等，才能適應社會經(jīng)濟、市場需求的快速變化，符合制造技術發(fā)展的要求。 　　3.1 持續(xù)深化產(chǎn)品設計與其他學科的理論融合 現(xiàn)代產(chǎn)品設計涉及經(jīng)濟、技術、文化和藝術等眾多領域，是不同學科交叉滲透的成果。產(chǎn)品設計必須加強對相關領域的理論研究，從中汲取可借鑒的內(nèi)容充實自己，才能突破固有設計理論的限制，不斷發(fā)掘、豐富自身理論內(nèi)涵，如模塊化設計就是產(chǎn)品設計與模塊化理論融合的成果。模塊化是柔性制造系統(tǒng)構建的基本理念，而模塊化設計則是在對產(chǎn)品進行市場預測、功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列通用的功能模塊;并根據(jù)用戶的要求對模塊進行選擇和組合，以構成不同功能或功能相同但性能、規(guī)格不同的產(chǎn)品[6]。模塊化設計注重功能模塊的相對獨立，使各功能模塊的設計、測試、制造等工作能夠同步進行，有效縮短產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)周期，較好地適應柔性制造技術高效、靈活的生產(chǎn)特性;同時，模塊化設計可以通過不同功能模塊的交叉組合形成產(chǎn)品族，而柔性制造技術源于成組技術，其特點之一就是較適合同一產(chǎn)品族產(chǎn)品的生產(chǎn)。模塊化設計理論與柔性制造技術各方面的高度適配性使它成為了當前產(chǎn)品設計的重要指導理論之一，被企業(yè)和設計師廣泛采用。柔性制造技術綜合運用了多學科、多領域的最新理論，產(chǎn)品設計應充分利用這一平臺加強與其他學科的滲透與融合，不斷充實、深化理論內(nèi)涵。

　　3.2 深入推進設計模式的創(chuàng)新實踐 理論與實踐相對獨立又相輔相成的：理論引導實踐、實踐檢驗理論，兩者必須緊密結合才能實現(xiàn)各自價值。產(chǎn)品設計領域同樣如此，在充實設計理論的同時還必須改進設計流程、步驟等環(huán)節(jié)，形成與理論相匹配的設計模式，才能更好地適應柔性制造技術。并行設計就是在并行工程、模塊化等理論指導下創(chuàng)新設計模式的實踐成果。在傳統(tǒng)批量化大生產(chǎn)方式條件下，產(chǎn)品設計往往采用串行設計模式：整個設計過程被盡量細致地劃分為一系列連續(xù)的工作環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)的設計任務由不同部門或個人分別承擔，依次執(zhí)行和完成。串行設計模式以職能和分工任務為中心，條理清晰、職責明確，但設計周期長、運行效率低，且容易導致設計與制造等其他環(huán)節(jié)脫節(jié)，不能適應柔性制造技術條件下短、頻、快的生產(chǎn)節(jié)奏，而并行設計則較好地解決上述問題。并行設計借鑒了并行工程的工作模式，對產(chǎn)品及其相關過程(包括制造和支持過程)進行一體化設計[7]，并運用模塊化理念打破了傳統(tǒng)的部門劃分和封閉的組織模式，強調不同功能模塊團隊的協(xié)同工作，重視對產(chǎn)品開發(fā)流程的優(yōu)化重組，從而達到縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質量、降低產(chǎn)品成本等目的。產(chǎn)品設計的“并行”主要表現(xiàn)在以下幾個方面：其一是同一產(chǎn)品不同功能模塊的設計工作并行開展;其二是同一產(chǎn)品族不同產(chǎn)品的設計工作并行開展;其三是產(chǎn)品的設計與制造、裝配、檢測等環(huán)節(jié)并行開展。并行設計模式本身還需不斷改進和完善，同時它作為一種對設計模式的創(chuàng)新實踐也值得進一步研究和推廣。

　　3.3 不斷加強高新科技的設計應用 “科學技術是第一生產(chǎn)力”，現(xiàn)代產(chǎn)品設計注重創(chuàng)意，同時也必須充分利用高新科技改進設計方法和手段、拓展設計范圍和內(nèi)容。產(chǎn)品設計對高新科技的應用包括以下幾個方面：一是利用高新科技作為設計輔助手段，提高設計能力和效率。比如以往設計中常常需要花費大量的財力、物力和時間在產(chǎn)品模型的制作上，而3D打印技術的應用使這一環(huán)節(jié)變的簡便、快捷。福特公司利用這一技術打印出同一零部件的不同式樣供測試使用，將這一環(huán)節(jié)由數(shù)月縮短至幾天，極大地提高了設計的效率和質量;二是將高新科技應用于產(chǎn)品的生產(chǎn)制造當中，創(chuàng)新個性化生產(chǎn)模式。同樣以3D打印技術為例，近年來隨著相關技術日益成熟，3D打印的成本不斷下降，個人用戶持續(xù)上升。在不久的將來，每個人都可以成為設計師和生產(chǎn)者，完全按照個人意愿設計、制造日常用品?？梢灶A見這一全新的設計、制造模式將對產(chǎn)品設計和制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊，需提前準備、及時應對;三是將高新技術運用于產(chǎn)品當中，開發(fā)新產(chǎn)品、滿足新需求。比如觸屏技術在數(shù)碼產(chǎn)品中的應用、3D虛擬顯示技術在行車導航儀中的應用等。

　　3.4 實時更新設計師的信息儲備 柔性制造技術能夠根據(jù)生產(chǎn)需要對制造工藝、流程以及資源等進行適度調整，但其調整是相對有限的。設計師一方面需充分了解包括柔性制造技術在內(nèi)的科技發(fā)展整體趨勢，另一方面還需掌握企業(yè)本身的柔性制造能力、資源配置能力等個體信息。在此基礎上通過信息的整合、分析，綜合考慮整體和個體的各方因素，以便有針對性地進行設計創(chuàng)新，避免因產(chǎn)品設計要求超越企業(yè)的“柔性”范圍而增加額外成本，同時也能夠從設計的角度對企業(yè)的生產(chǎn)組織、工藝設置等提出較為專業(yè)的建議。

　　4 結語

　　柔性制造技術在國內(nèi)、外的制造企業(yè)中被廣泛應用，成為現(xiàn)代制造領域的核心技術。產(chǎn)品設計必須深入了解柔性制造技術及相關理論，并以此為平臺不斷創(chuàng)新設計理論、模式和手段等，充分適應以柔性制造技術為基礎的現(xiàn)代生產(chǎn)制造模式，才能設計出性能更卓越、價格更合理、品種更豐富的產(chǎn)品，更好地為社會、企業(yè)以及消費者服務。

　　參考文獻：

　　[1]張強.淺談柔性制造技術的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].技術與市場，2008.(5)：39-40.

　　[2]沈向東.柔性制造技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.2.

　　[3]吳立.關于柔性制造的研究[J].機床與液壓，2010，38(14)：9-11.

　　[4]陳琪.制造業(yè)企業(yè)推行柔性制造的意義及對策[J].企業(yè)經(jīng)濟，2005(4)：7-8.

　　[5]崔培枝，朱勝，姚巨坤.柔性再制造系統(tǒng)研究[J].機械制造，2003(11)：7-9.

　　[6]王志，張進生，于豐業(yè)，等.基于模塊化的機械產(chǎn)品快速設計[J].機械設計，2004，21(8)：1-3.

　　[7]周紅，甘茂治，劉安清，等.基于并行工程的產(chǎn)品維修性設計[J].機械設計，2003，20(9)：3-5.

　　作者簡介：王岳(1975-)，男，浙江諸暨人，柳州職業(yè)技術學院講師，碩士，研究方向：工業(yè)設計。

點擊下頁還有更多>>>柔性制造技術論文